Valutazione comparativa delle prestazioni dei coagulanti chimici nel trattamento delle acque reflue lattiero-casearie: un approccio decisionale multi-criterio

Perché le industrie del latte e i fiumi sono collegati

Dietro ogni bicchiere di latte o fetta di formaggio c’è un flusso nascosto di acqua sporca. Le industrie lattiero-casearie utilizzano grandi quantità d’acqua per risciacquare, pulire e lavorare i prodotti, e queste acque reflue sono ricche di residui di latte, grassi e detergenti. Se non vengono trattate correttamente, i fiumi e i laghi vicini possono rapidamente perdere ossigeno e avere difficoltà a sostenere pesci e altri organismi. Questo studio esamina come un’importante azienda lattiero-casearia in Bangladesh tratta le sue acque reflue e come sostanze chimiche semplici e a basso costo possano rendere quel trattamento più efficace e più facile da gestire.

Come un impianto lattiero-caseario depura l’acqua

I ricercatori si sono concentrati su un impianto di trattamento degli effluenti annesso a un’importante fabbrica lattiero-casearia vicino a Dhaka, in Bangladesh. Questo impianto combina due processi biologici comuni: uno che utilizza microrganismi in presenza di ossigeno e uno che opera in assenza di ossigeno. Insieme degradano la materia organica residua della lavorazione del latte. Il team ha raccolto campioni d’acqua all’ingresso e all’uscita dell’impianto durante tre stagioni diverse — monsone, inverno ed estate — per verificare se l’impianto riuscisse a mantenere buone prestazioni con il variare delle condizioni meteorologiche e di produzione.

Verificare se l’acqua rispetta le norme

Per valutare le prestazioni, gli scienziati hanno monitorato diversi indicatori standard della qualità dell’acqua. Questi includevano misure di quanto ossigeno le acque reflue consumerebbero durante la degradazione (BOD e COD), la quantità di minerali disciolti (TDS) e la presenza di particelle fini sospese (TSS), insieme al livello di acidità (pH). Hanno confrontato l’acqua trattata dall’impianto con i nuovi limiti nazionali di scarico del Bangladesh. In tutte e tre le stagioni, l’impianto ha ridotto costantemente BOD e COD di circa il 97–98% e ha abbattuto solidi disciolti e sospesi di oltre il 90%. Il pH dell’acqua è passato da leggermente acido all’ingresso a un intervallo neutro e sicuro all’uscita. In termini semplici, il sistema di trattamento esistente trasformava già acque reflue lattiero-casearie molto inquinate in acqua sufficientemente pulita da soddisfare le più recenti norme ambientali nazionali.

Perché aggiungere un aiuto chimico

Anche con un buon trattamento biologico, gli impianti spesso traggono vantaggio da una fase di trattamento “primario” che avviene all’inizio. In questo studio il team ha esplorato una fase di questo tipo basata sulla coagulazione chimica, in cui sostanze aggiunte fanno aggregare particelle minute e alcune sostanze disciolte in modo che si depositino. Hanno testato tre coagulanti ampiamente usati e a basso costo — cloruro ferrico, solfato ferroso e policloruro di alluminio — insieme alla calce, che aiuta a regolare l’acidità e a rafforzare la formazione dei coaguli. Usando prove in beuta che simulano i serbatoi reali, hanno provato diverse combinazioni di dosaggio e poi misurato quanto inquinamento in più veniva rimosso. Nessuna miscela chimica è risultata la migliore per ogni inquinante, creando un dilemma pratico: quale opzione dovrebbe scegliere un impianto se vuole controllare contemporaneamente diversi problemi di qualità dell’acqua?

Lasciare che gli strumenti decisionali scelgano il primo classificato

Per risolvere questo dilemma, i ricercatori hanno impiegato strumenti della scienza delle decisioni noti come metodi di decisione multi-criterio. Invece di giudicare ogni combinazione chimica con un unico numero, questi metodi valutano le prestazioni rispetto a diversi obiettivi contemporaneamente — in questo caso il miglioramento di BOD, COD, TDS e TSS. Il team ha applicato tre tecniche di classificazione separate, ciascuna con un approccio matematico diverso ma attribuendo uguale importanza ai quattro parametri di inquinamento. In modo notevole, tutti e tre i metodi hanno indicato lo stesso vincitore: una miscela di calce e solfato ferroso, entrambi a 100 milligrammi per litro. Questa combinazione ha rimosso circa il 94% del BOD, l’86% del COD, il 52% dei solidi disciolti e il 94% dei solidi sospesi, offrendo prestazioni solide e bilanciate piuttosto che eccellere su un unico indicatore.

Cosa significa per acqua più pulita e trattamento a costi accessibili

Per i non specialisti, il messaggio chiave è che una chimica relativamente semplice, guidata da strumenti comparativi rigorosi, può rendere il trattamento delle acque reflue lattiero-casearie sia più pulito sia più affidabile. L’impianto bengalese soddisfa già norme nazionali stringenti, ma l’aggiunta di una fase di pretrattamento chimico ottimizzata — in particolare calce più solfato ferroso alla dose identificata — può alleggerire il carico sulle unità biologiche e fornire un margine di sicurezza man mano che la produzione cresce. Lo studio dimostra che, invece di procedere per tentativi o concentrarsi su un singolo parametro di inquinamento, gli operatori degli impianti possono utilizzare metodi di classificazione strutturati per scegliere la ricetta chimica che meglio protegge i fiumi e le comunità, rimanendo allo stesso tempo economica e pratica da gestire.

Citazione: Al Jobair, A., Kwoshik, M.M.K., Ahmed, T. et al. Comparative performance evaluation of chemical coagulants in dairy wastewater treatment: a multi-criteria decision-making approach. Sci Rep 16, 13097 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42339-9

Parole chiave: acque reflue lattiero-casearie, trattamento per coagulazione, industria del Bangladesh, norme sugli effluenti, metodi decisionali